高二物理人教版选修3-5习题：第十六章 动量守恒定律 章末含答案

1．(多选)一质量为2 kg的质点在光滑平面上从静止开始沿某一方向做匀加速直线运动，它的动量p随位移x变化的关系式为p＝8x kg·m/s，关于该质点的说法正确的是( ) A．速度变化率为8 m/s2 B．受到的恒力为16 N C．1 s 末的动量为16 kg·m/s D．1 s 末的动能为32 J 答案 ABC

v2解析 由式子p＝8x kg·m/s和动量定义式p＝mv，可以得到x＝，再由匀加速直线运动的

16位移公式知加速度a＝8 m/s2.故A、B、C三个选项都是正确的；而1 s末的动能应是64 J，D选项错误．

2．一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图5所示．物块以v0＝9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止．g取10 m/s2.

图5

(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；

(2)若碰撞时间为0.05 s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F； (3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W. 答案 (1)0.32 (2)130 N (3)9 J

解析 (1)对小物块从A运动到B处的过程中 11

应用动能定理－μmgs＝mv2－mv2

220代入数值解得μ＝0.32

(2)取向右为正方向，碰后滑块速度v′＝－6 m/s 由动量定理得：FΔt＝mv′－mv 解得F＝－130 N

其中“－”表示墙面对物块的平均力方向向左．

(3)对物块反向运动过程中应用动能定理得 1

－W＝0－mv′2，解得W＝9 J

2

3．如图6所示，A为一有光滑曲面的固定轨道，轨道底端是水平的，质量M＝40 kg的小车B静止于轨道右侧，其板与轨道底端靠近且在同一水平面上，一个质量m＝20 kg的物体C以2 m/s的初速度从轨道顶端滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并继续一起运动．若轨道顶端与底端水平面的高度差h为0.8 m，物体与小车板面间的动摩擦因数μ为0.4，小车与水平面间的摩擦忽略不计，(取g＝10 m/s2)求：

图6

(1)物体C滑到轨道底端时的速度大小； (2)物体C与小车保持相对静止时的速度大小； (3)物体冲上小车后相对于小车板面滑动的距离． 答案 (1)25 m/s (2)

25

5 m/s (3) m 33

解析 (1)下滑过程中机械能守恒，有： 112

mgh＝mv22－mv1 22解得v2＝v21＋2gh＝25 m/s

(2)在物体C冲上小车B到与小车相对静止的过程中，两者组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律有mv2＝(m＋M)v， mv220×252得：v＝＝ m/s＝5 m/s

3m＋M20＋40(3)设物体C冲上小车后， 相对于小车板面滑动的距离为l， 112

由功能关系有：μmgl＝mv22－(m＋M)v 225代入数据解得：l＝ m.

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